Metallurgia del piombo

La metallurgia del piombo ricava il metallo dalla galena, un solfuro di piombo grigio che spesso contiene un po' d'argento. Il minerale cede il piombo in un fuoco che non deve essere molto caldo, e la coppellazione ne separa poi l'argento. Il più antico oggetto di cui è dimostrato che sia di piombo fuso, dalla grotta di Ashalim nel Negev, risale al 4300–4000 a.C. Fumi e polveri di piombo sono tossici.

Che cos’è

Il piombo è un metallo grigio, pesante e tenero, che fonde a 327 °C. Il suo minerale principale è la galena, un solfuro di piombo che forma cubi grigi lucenti e spesso contiene un po’ d’argento. La fusione toglie lo zolfo e lascia il metallo, che poi si poteva colare in lastre, tubi, pesi e recipienti.

Per gran parte della storia piombo e argento si sono prodotti insieme. L’argento si ricavava spesso dal minerale di piombo: le miniere di piombo argentifero del Devon medievale, per esempio, fondevano il minerale in piombo e poi ne estraevano l’argento per coppellazione. La fusione antica e medievale liberava fumi e polveri di piombo, e i terreni intorno ai luoghi di fusione all’aperto diventavano troppo tossici per il pascolo. L’Organizzazione mondiale della sanità afferma che non si conosce alcun livello di esposizione al piombo privo di effetti dannosi, e i bambini sono i più vulnerabili.

Come funziona

La galena si può fondere in un fuoco che non diventa mai abbastanza caldo da vetrificarne la scoria, come un focolare aperto ravvivato dal vento. In questi fuochi una parte della galena bruciava all’aria trasformandosi in ossido di piombo. Questo ossido reagiva poi con la galena rimasta intatta, e insieme davano piombo metallico e anidride solforosa. Il piombo fuso, molto pesante, scende attraverso il fuoco. La scoria tratteneva una parte del piombo, che i fonditori recuperavano rifondendola in un forno più caldo con carbone di legna.

Una piccola coppella da saggio di cenere d’ossa, con la perla d’argento rimasta dentro.

La coppellazione separa l’argento. Il piombo argentifero si fonde in una suola o in una coppa porosa e bassa, la coppella, fatta di cenere d’ossa o di cenere di legna, e vi si soffia sopra aria. Il piombo si ossida in litargirio, un ossido di piombo che fonde e che si schiuma via oppure viene assorbito dalla suola porosa. Argento e oro non si ossidano e restano come un bottone lucente. Il litargirio si poteva rifondere per recuperare il piombo. Piccole coppelle, come una di 33 mm di diametro trovata a Montbéliard, in Francia, servivano a saggiare quanto argento conteneva un minerale. Nel Quattrocento, nel Devon, le miniere di piombo argentifero di Bere Ferrers riunirono il forno di fusione e il focolare di coppellazione in un’unica raffineria, il fining mill di Maristow.

Storia ed evoluzione

Il pezzo della grotta di Ashalim è il più antico oggetto di cui sia provato che è di piombo fuso dal minerale.

Alcune perline di Çatalhöyük, in Anatolia, un tempo descritte come di piombo, si sono rivelate ricavate dalla galena stessa. Un braccialetto di piombo da Yarim Tepe, nell’Iraq settentrionale, di circa il 5700 a.C., è più antico, ma se il suo metallo sia stato ottenuto per fusione resta un’ipotesi. Il più antico oggetto di cui è dimostrato che sia di piombo fuso è un piccolo pezzo biconico della grotta di Ashalim, nel Negev, fissato su un’asta di legno che il radiocarbonio data tra il 4300 e il 4000 a.C. È di piombo quasi puro, e i suoi isotopi corrispondono ai minerali dei monti del Tauro, in Anatolia.

L’argento comparve in tutto il Vicino Oriente nel IV millennio a.C., insieme alle prime tracce di coppellazione, resti di focolari di coppellazione a Habuba Kabira in Siria e a Fatmalı-Kalecik in Anatolia. Intorno al 3000 a.C. con il piombo si facevano ciotole, vassoi e bottiglie, a Ur in Mesopotamia e a Demircihöyük in Anatolia.

Un tratto di carota di ghiaccio: la neve di ogni anno forma uno strato, e le polveri e i metalli che portava restano intrappolati nel ghiaccio.

Il piombo nei ghiacci della Groenlandia registra quanto se ne fondeva in Europa. Misure pubblicate nel 2018 mostrano emissioni che salgono con il commercio fenicio, accelerano con le miniere cartaginesi e romane della penisola iberica, toccano il massimo sotto l’Impero romano e calano dopo la peste antonina del II secolo. La maggior parte di quel piombo veniva dalla fusione di minerali d’argento per la moneta.

Nell’Inghilterra medievale il piombo si fondeva nei boles a partire dalla fine del XII secolo circa. Un bole era un recinto basso di pietra su una cresta esposta, dove il vento teneva acceso un fuoco di legna. Il grande bole di Totley, vicino a Sheffield, di circa sette metri per tre, poteva produrre fino a 16 fothers di piombo, circa 15 tonnellate, in una sola fusione. I boles lavoravano per campagne, quando i venti erano più forti; un rapporto del Cinquecento dice che bisognava aspettare un vento di sud-ovest.

Dalla metà del Cinquecento il focolare da minerale (ore hearth), alimentato da mantici, più tardi mossi dall’acqua, sostituì il bole. Nel 1735 la London Lead Company costruì a Kelstedge, vicino ad Ashover nel Derbyshire, un forno a riverbero a carbon fossile, lì chiamato cupola, in cui il minerale non tocca mai il combustibile; vi si aggiunsero lunghi condotti e alti camini per raffreddare e condensare i fumi. Nel 1850 Alexander Parkes brevettò un metodo per togliere l’argento al piombo mescolandovi zinco, che assorbe l’argento. Oggi più della metà del piombo mondiale viene dal riciclo, soprattutto di vecchie batterie.